封装压力传感器、电子组件、电子系统和电子设备技术方案

本披露涉及封装压力传感器、电子组件、电子系统和电子设备。一种封装压力传感器，包括：MEMS压力传感器芯片；以及由具体为PDMS的弹性材料制成的包封层，所述包封层在所述MEMS压力传感器芯片之上延伸并且形成用于将施加在所述包封层的表面上的力朝向所述MEMS压力传感器芯片传递的装置。

Encapsulation of pressure sensors, electronic components, electronic systems, and electronic devices

This disclosure involves encapsulation of pressure sensors, electronic components, electronic systems and electronic devices. A package includes a pressure sensor, MEMS pressure sensor chip; and is made of elastic material by specific PDMS package seal, the seal bag extends above the MEMS pressure sensor chip and forming device for applying to the surface of the package layer on the force toward the MEMS pressure sensor chip transfer.

【技术实现步骤摘要】
封装压力传感器、电子组件、电子系统和电子设备
本披露涉及封装压力传感器，涉及包括封装压力传感器的组件，涉及包括封装压力传感器的系统。
技术介绍
半导体压力传感器通过检测作用在悬置于半导体本体之上的硅树脂的薄膜或隔膜上的压力而工作。半导体本体和膜的组件限定了当力作用在其上时针对膜的偏离的腔体。目前，传感器已知能够测量高压力值并且配备有不锈钢芯，固定在所述不锈钢芯上的是应变计元件。应变计元件检测通过电阻变化而与应变计元件相关联的芯的几何变形。然而，出于可靠性、尺寸和成本的原因，这些传感器对于在汽车应用中使用而言不是非常便利。此外，它们并不提供高精度。同样存在利用半导体技术获得的已知的集成压力传感器。这些传感器典型地包括悬在设置在硅体中的腔体之上的薄膜或隔膜。形成在薄膜内的是连接在一起以形成惠斯通电桥(WheatstoneBridge)的压阻元件。当受压力时，膜变形、引起压阻元件电阻的改变，并因此惠斯通电桥不平衡。作为替代方案，电容式传感器是可用的，其中，膜提供电容器的第一极板，而第二极板是由固定参照物提供的。在使用过程中，膜的偏离生成电容器的电容变化，所述变化可以检测到并且与在膜上提取的压力相关联。然而，这些半导体传感器自身可能不用于测量高压力，因为它们通常具有较低的满刻度值。因此，针对高压力应用，合适的封装有待提供给前述半导体压力传感器。例如，用于封装的材料包括钢、不锈钢和陶瓷。具体地，一些压力传感器被安排在陶瓷或钢容器内，所述容器具有比半导体压力传感器的敏感区域大得多的基底区域。然后，这些容器用油填充，以确保外延的表面用于施加有待测量的力并且均匀的分布力自身。然而，使用油要求容器是不漏液体的并且另外涉及高成本，限制其应用领域。
技术实现思路
本技术的目的是提供克服现有技术缺陷的一种封装压力传感器、一种包括封装压力传感器的组件以及一种包括封装压力传感器的系统。在第一方面，提供了一种封装压力传感器，包括：MEMS压力传感器芯片；以及在MEMS压力传感器芯片之上由固化弹性材料制成的包封层，包封层被配置成用于将施加于包封层表面上的力传递至MEMS压力传感器芯片。在一些实施例中，包封层被配置成用于直接接收力。在一些实施例中，包封层直接暴露于封装压力传感器周围的环境。在一些实施例中，弹性材料是从以下各项当中选择的：聚二甲硅氧烷、温度稳定型弹性材料和橡胶。在一些实施例中，MEMS压力传感器芯片包括以下各项中的至少一项：膜、隔膜以及一个或多个压阻区域。在一些实施例中，封装压力传感器进一步包括容器，容器具有容纳MEMS压力传感器芯片的内部空腔，包封层填充容器的内部空腔。在一些实施例中，容器具有第一开口，导电元件延伸穿过第一开口与MEMS压力传感器芯片电接触。在一些实施例中，容器具有第二开口，通过第二开口暴露包封层的顶表面，包封层的顶表面限定施加力的区域。在一些实施例中，包封层通过第二开口从容器中突出。在一些实施例中，包封层的顶表面具有为以下各种情况之一的轮廓：弯曲的、凸起的、平面的。在一些实施例中，容器具有与包封层的表面直接接触的帽盖，帽盖限定施加力的区域，帽盖被配置成用于响应于力而变形，由此将力传递至包封层。在一些实施例中，MEMS压力传感器芯片是第一MEMS压力传感器芯片并且耦合在第一支撑区域上，并且第二MEMS压力传感器芯片耦合在第二支撑区域上，第一和第二支撑区域位于不同平面上。在一些实施例中，帽盖在第一支撑区域处具有第一厚度并且在第二支撑区域处具有大于第一厚度的第二厚度。在一些实施例中，封装压力传感器进一步包括印刷电路板，MEMS压力传感器芯片被安装在印刷电路板上。在第二方面，提供了一种电子组件，包括根据第一方面的封装压力传感器，组件为以下各项之一：制动系统组件、称量机组件、按钮组件、智能鞋的鞋底、触摸屏组件。在第三方面，提供了一种电子系统，包括根据第二方面的组件，系统是以下各项中的至少一项：称量机、触摸屏、致动系统、智能鞋、蜂窝电话、智能电话、智能笔、智能鼠标、智能手表、触摸键盘。在第四方面，提供了一种电子设备，包括：壳体，壳体包括底盖以及机械地耦合至底盖的顶盖；触敏模块，触敏模块被安排在壳体中并且被配置成用于感测由用户在顶盖上给出的平面内触摸命令，至少一个根据权利要求第一方面的封装压力传感器，至少一个封装压力传感器被安排在壳体中并且操作性地耦合至顶盖、被配置成用于感测由用户在顶盖上给出的平面外的力。在一些实施例中，平面外的力是至少部分地指向底盖的压力。在一些实施例中，电子设备进一步包括印刷电路板，至少一个封装压力传感器电子地且机械地耦合至印刷电路板。在一些实施例中，顶盖包括电子设备的屏幕。在一些实施例中，封装压力传感器被安排在壳体中横向于触敏模块。在一些实施例中，电子设备包括多个根据第一方面的封装压力传感器，封装压力传感器被安排在壳体中横向于触敏模块，每个封装压力传感器操作性地耦合至顶盖以感测由用户在顶盖上给出的平面外的力生成的对应局部压力分量。本技术的一些实施例所提供的压力传感器及相关的电子组件、电子系统或电子设备可以应用于高压力的应用中，并且具有较低的成本。附图说明为了更好地理解本公开，现在将仅通过非限制性示例并且参照附图描述其一些实施例，在附图中：图1是根据本披露的一方面的封装压力传感器的横截面视图；图2是图1的封装压力传感器的部分解剖透视图；图3和图4是根据本披露的对应实施例的对应封装压力传感器的横截面视图；图5是根据本披露的另一方面的封装压力传感器的横截面视图；图6是根据本披露的另一方面的封装压力传感器的横截面视图；图7至图9是根据本披露的另一实施例的与用于制造封装压力传感器的步骤相关的横截面视图；图10A是根据图7至图9的步骤提供的封装压力传感器的实施例的横截面视图；图10B是根据图7至图9的步骤提供的封装压力传感器的替代性实施例的横截面视图；图11示出了图10A或图10B的安装在印刷电路板(PCB)上并且可以用作按钮的封装压力传感器；图12是根据本披露的一方面的针对包括封装压力传感器的电子设备的框图；并且图13示出了根据本披露的实施例的容纳封装压力传感器的电子设备的横截面视图。具体实施方式图1在X，Y，Z坐标平面中在横截面中示出了根据本披露的实施例的封装压力传感器1。在以下描述中，术语“压力传感器”应旨在还包含术语“力传感器”，为通过公式P＝F/A(即，压力为力F除以面积A)或等效地F＝P·A关联的力和压力。术语“压力传感器”和“力传感器”可以因此以可互换的方式使用。图2是图1的封装压力传感器的部分解剖透视图。压力传感器1包括容器2，所述容器具有底壁2a以及一个或多个侧壁2b(在图2中，示出了单个圆形形状的侧壁2b)。侧壁2b和底壁2a可以是单片结构(如图1中所示)或者替代性地是耦合在一起的多个隔离的部件。侧壁2b具有顶表面2b’，所述顶表面的延伸部分是由侧壁2b的厚度限定的。腔体4在容器2中延伸，在下方由底壁2a的内侧4a定界并且横向地由侧壁2b的内侧4b定界。在顶视图中，侧壁2b的顶表面2b’平行于XY平面并且包围腔体4。传感器芯片6(例如，包括微加工感测元件)被容纳在腔体4中。容器2可以是由任何合适的材料制成，如钢、不锈钢、陶瓷或具有低热膨胀系数的金属合金(例如，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装压力传感器(1；29；30；33)，其特征在于，包括：MEMS压力传感器芯片(6)；以及在所述MEMS压力传感器芯片(6)之上由固化弹性材料制成的包封层(12；31；32)，所述包封层被配置成用于将施加于所述包封层表面上的力(16)传递至所述MEMS压力传感器芯片。

【技术特征摘要】
2016.02.15 IT 1020160000150811.一种封装压力传感器(1；29；30；33)，其特征在于，包括：MEMS压力传感器芯片(6)；以及在所述MEMS压力传感器芯片(6)之上由固化弹性材料制成的包封层(12；31；32)，所述包封层被配置成用于将施加于所述包封层表面上的力(16)传递至所述MEMS压力传感器芯片。2.根据权利要求1所述的封装压力传感器，其特征在于，所述包封层(31；32)被配置成用于直接接收所述力(16)。3.根据权利要求1或2所述的封装压力传感器，其特征在于，所述包封层(31；32)直接暴露于所述封装压力传感器周围的环境。4.根据权利要求1所述的封装压力传感器，其特征在于，所述弹性材料是从以下各项当中选择的：聚二甲硅氧烷、温度稳定型弹性材料和橡胶。5.根据权利要求1所述的封装压力传感器，其特征在于，所述MEMS压力传感器芯片(6)包括以下各项中的至少一项：膜、隔膜以及一个或多个压阻区域。6.根据权利要求1所述的封装压力传感器，其特征在于，进一步包括容器(2)，所述容器具有容纳所述MEMS压力传感器芯片(6)的内部空腔(4)，所述包封层填充所述容器(2)的所述内部空腔(4)。7.根据权利要求6所述的封装压力传感器，其特征在于，所述容器(2)具有第一开口(26)，导电元件(28)延伸穿过所述第一开口(26)与所述MEMS压力传感器芯片(6)电接触。8.根据权利要求6或7所述的封装压力传感器，其特征在于，所述容器(2)具有第二开口，通过所述第二开口暴露所述包封层(31)的顶表面(31a)，所述包封层(31)的所述顶表面(31a)限定施加所述力(16)的区域。9.根据权利要求8所述的封装压力传感器，其特征在于，所述包封层(31)通过所述第二开口从所述容器(2)中突出。10.根据权利要求8所述的封装压力传感器，其特征在于，所述包封层(31)的所述顶表面(31a)具有为以下各种情况之一的轮廓：弯曲的、凸起的、平面的。11.根据权利要求6或7所述的封装压力传感器，其特征在于，所述容器(2)具有与所述包封层的所述表面直接接触的帽盖(14)，所述帽盖限定施加所述力(16)的区域，所述帽盖被配置成用于响应于所述力而变形，由此将所述力传递至所述包封层。12.根据权利要求11所述的封装压力传感器，其特征在于，所述MEMS压力传感器芯片(6；20)是第一MEMS压力传感器芯片并且耦合在第一支撑区域(18...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·杜奇，B·穆拉里，S·康蒂，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：意大利,IT